탈지 세정이란 가공된 워크나 재료에 부착된 유지나 오염을 제거하는 공정입니다. 이 기사에서는 탈지 세정의 종류와 소재별 세정 방법, 주의점 등에 대해 소개합니다.
목차
탈지 세정이란?
탈지는 일반적으로 기름을 뺀다는 뜻의 말입니다. 그러나 탈지 세정으로 제거하는 것은 기름뿐만이 아닙니다. 먼지와 가공 찌꺼기 등 다양한 얼룩이 제거됩니다. 예를 들어 금속 가공품에 부착된 오염은 가공 시에 부착되는 절삭유와 절단기, 연마제 잔류물, 먼지 등 다양한 것이 있습니다. 이러한 부착물은 아노다이징이나 도장 등이 가공물에 밀착되는 것을 방해하여 표면 가공 불량으로 이어집니다. 따라서 표면 가공 전에는 가공물 표면에 부착된 이물질을 제거해야 합니다. 또 기계 부품의 유지보수나 점검을 위해서, 떼어낸 부품에 부착된 기름이나 더러움을 제거하는 일도 있습니다.
이런 처리를 묶어서 탈지 세정이라고 합니다.
탈지 세정의 종류
탈지 세정에는 다양한 종류가 있습니다. 탈지 방법은 물리적 방법과 화학적 방법의 두 종류로 크게 구분됩니다.
물리적 방법
물리적 방법은 기름을 비롯한 이물질을 물리적인 힘으로 제거하는 방법입니다.
증기 세정
증기 세정이란 용제를 가열하여 증기화시키고 그것을 피세정물에 불어 넣는 방법입니다. 증기의 온도에 비해 피세정물의 온도가 낮아 피세정물의 표면에서 증기가 응축되어 흘러내립니다. 이를 통해 세정이 이루어지는 구조입니다. 증기 세정은 스팀 세정이나 베이퍼 세정이라고도 합니다.
습식 블라스트법
일반적으로 블라스트법이란 연마제를 물이나 공기의 힘으로 가공물에 불어 발리나 표면의 이물질 등을 제거하는 방법입니다. 블라스트 시 공기가 아닌 물이나 용제를 사용하는 방법을 습식 블라스트라고 합니다. 블라스트를 할 때 세정제를 섞은 물을 사용하여 연마제를 분사함으로써 탈지도 실시할 수 있습니다.
화학적 방법
화학적 방법은 기름과 같은 이물질을 화학 반응을 통해 제거하는 방법입니다.
알칼리성 세정
알칼리성 세정은 탄산 소다나 가성 소다 등의 강알칼리성 용액을 사용하여 탈지를 실시합니다. 일반적으로는 이러한 용액을 가열하고 PH(페이허)를 관리하면서 가공품을 침지합니다. 인화성이 없고 독성도 적기 때문에 탈지 방법 중에서는 비교적 다루기 쉬운 것이 특징입니다. 또한 비교적 저렴하기 때문에 폭넓은 분야에서 사용되고 있습니다. 한편, 세척 후 건조에 시간이 걸리기 쉬운 것이나, 금속계 가공물의 경우에는 녹을 유발할 가능성이 있는 것이 단점입니다.
유기 용매 세정
유기용제 세정은 염소나 불소, 브롬계 유기용제를 사용하는 탈지 방법입니다. 유기용제가 유지를 용해하는 특성을 이용하고 있습니다. 특히 그리스 등 중질유를 제거하는 효과가 높은 것이 특징입니다, 세정력이 높고 세정액의 건조성이 높은 것이 장점입니다. 또한 세정액을 증류 재생할 수 있어 비용 메리트도있습니다. 한편 수지 가공물에서는 가공물도 용해되어 버리기 때문에 사용할 수 없는 경우도 있습니다. 또한 환경에 대한 부하가 높고 다양한 규제가 있습니다.
탄화수소계 세정
제4석유류에 속하는 탄화수소계 용제를 사용하는 탈지 방법입니다. 유지의 융해 능력이 높고, 환경에 대한 부하가 낮은 것, 수지나 금속에 대한 부식이 적은 것 등이 특징입니다. 한편 세정제가 가연성 액체이므로 소방법의 규제가 필요하며, 세척장치에는 방폭처리가 필요합니다.
기타 세정 방법
탈지 세정에 있어서는, 이러한 물리적, 화학적 방법 외에, 보다 탈지 효과를 높이기 위한 수법도 이용됩니다.
초음파 세정
초음파 세척은 세척액에 침지시킨 가공물에 초음파를 조사하는 방법입니다. 세정 효과를 높일 목적으로 화학적 방법의 보조로 이루어집니다. 초음파를 이용하는 것으로, 세정액의 물줄기로는 떨어뜨리기 어려운, 구멍 안이나 뒤엉킨 장소에서도 더러움을 띄울 수 있는 것이 특징입니다.
산세 세정
산세 세정은 탈지 공정의 마무리로 이루어지는 세정입니다. 주로 금속 가공물을 대상으로 진행되며 알칼리성 세정 등에서는 지워지지 않았던 녹과 플럭스, 산화피막을 제거합니다.
전해 세정
전해 세정은 금속 가공물을 대상으로 알칼리성 세정 및 산세 세정의 보조로 실시됩니다. 탈지액 중의 가공물을 전극으로 하여 통전함으로써 금속의 표면에 수소 또는 산소의 가스를 발생시킵니다. 이로 인해 교반 작용이 발생하여 오염물이 쉽게 벗겨지는 효과가 있습니다. 침지 탈지 후의 마무리로서 실시되는 것이 일반적입니다.
소재별 탈지 세정
스테인레스
스테인레스의 탈지 세척은 그다지 많은 제약을 받지 않습니다. 일반적인 세척 방법이라면 큰 문제없이 세척이 가능합니다. 또한 스테인레스는 산세를 함으로써 표면에 균일한 부동태 피막을 형성합니다. 따라서 산세에 의해 유분과 쓰레기를 제거함과 동시에 부동태화 처리를 할 수 있습니다.
알루미늄
알루미늄은 스테인레스에 비해 쉽게 부식되는 것이 특징입니다. 따라서 세척액의 농도나 온도, 침지하는 시간 등에 주의가 필요합니다. 알루미늄 표면처리로 일반적인 아노다이징에서는 밀착성을 높이기 때문에 선 가공으로 탈지세척이 필수적입니다.
수지
수지는 금속 소재에 비해 열에 의한 변형이 일어나기 쉽고 세척액에 의한 부식도 일어나기 쉽습니다. 따라서 세척액의 종류와 농도, 온도 등을 적절히 관리할 필요가 있습니다. 수지의 탈지 세정은 주로 도장의 선 처리로 이루어집니다.
탈지 세정 시 주의점
탈지 세정 과정에는 세심한 주의가 필요합니다. 적절한 절차를 밟지 않으면 세정 효과가 불충분하거나 반대로 부품이나 장치에 손상을 줄 가능성이 있습니다. 여기에서는 탈지 세정을 실시할 때 주의해야 할 포인트를 자세히 해설합니다.
탈지제의 적절한 선택
탈지제는 소재나 오염의 종류에 따라 적절하게 선택해야 합니다. 예를 들어 금속 재료라면 많은 탈지제를 사용할 수 있습니다만, 수지 소재에 대해서는 탄화수소계의 탈지제는 부식이나 용해가 발생하기 쉬워집니다. 또한 오염의 종류에 있어서는 알칼리성 탈지제라면 금속 가공유나 그리스, 방청유 등 외에 연마제나 도료의 제거가 가능합니다. 한편 산소계 세정제는 유지 이외에도 녹과 스케일의 제거가 가능합니다.
세정 시간 및 온도 관리
탈지 세정에서는 세정 시간(침지하는 시간)과 세정액의 온도 관리가 필수적입니다. 세정하는 부품의 재질이나 오염의 종류, 양에 의해서 이것들을 적절히 관리합니다. 침지 시간이 길면 부식을 초래하기 쉬워집니다. 또한 온도가 너무 높으면 부식을 진행하거나 세척하는 부품의 변형을 초래하기도 합니다. 침지 시간을 길게 하거나 세척액의 온도를 올릴 수 없는 경우에는 초음파 세척을 병용하는 등의 대책이 필요합니다.
세정 후 잔류물 제거
탈지 세정 후의 잔류물에는 주로 3종류가 있습니다. 하나는 세정액의 수분, 다른 하나는 세정액의 활성제, 마지막으로 잔류 유지입니다. 세척액의 수분은 충분한 건조를 함으로써 방지할 수 있습니다. 특히 금속의 경우 탈지 후 수분이 남아 있으면 부식의 원인이 되기 때문에 정성스러운 건조가 필요합니다. 세정제의 활성제 잔류에 대해서는 탈지 후의 세정을 적절히 실시함으로써 방지할 수 있습니다. 활성제가 잔류하고 있으면, 도금이나 도장의 밀착이 나빠지기 때문에 주의가 필요합니다. 탈지 세정에 있어 가장 주목을 끄는 것이 잔류 유지입니다. 잔류 유지는 탈지 세척으로 미처 제거하지 못한 유지를 말합니다. 잔류 유지의 평가에는 육안이나 셀로판 테이프에 의한 점착 시험 외에 젖은 시험이나 시약을 사용한 시험 등 다양한 것이 있습니다. 다음 표면 가공 공정의 품질을 향상시키기 위해 잔류 유지를 적절히 평가해야 합니다.
탈지 세정 및 환경
특히 유기용제에서는 최근 SDGs 등을 비롯한 환경에 대한 인식이 높아지면서 사용이 규제되는 경향이 있습니다. 그 때문에 유기 용제로의 세정에서 탄화수소계 세정으로 이행하는 케이스가 증가하고 있습니다. ISO 등의 규정에 의해 공정 내에서 유기용제를 사용하고 있는 부품은 거래할 수 없는 경우도 있어 보다 친환경적인 세정으로의 이행이 요망되고 있습니다.
정리
탈지 세정이란 가공된 워크나 재료에 부착된 유지나 연마제, 먼지 등의 이물질을 제거하는 것입니다. 탈지 세정에는 물리적 탈지와 화학적 탈지가 있으며 물리적 탈지에는 증기 세척, 습식 블라스트 세척이 있습니다. 화학적 탈지에는 알칼리성 세정, 유기용제 세정, 탄화수소계 세정 등이 있습니다. 화학적 탈지와 함께 초음파 세정이나 산 세정법, 전해 세정이 이루어질 수도 있습니다. 탈지 세척은 재료나 오염의 종류에 맞게 세정 방법을 선택할 필요가 있습니다. 또한 농도나 온도, 세정시간 등의 조건도 선택하여 적절한 탈지를 실시할 필요가 있습니다.
